浅谈高铁隧道洞门上方危岩分析和整治

唐康丽

四川路桥桥梁工程有限责任公司特种工程分公司610031

摘要：西成高铁四川段芋儿沟隧道洞门上方高陡边坡危岩分析和整治，保证高铁运营期间长期稳定和安全。重点介绍危岩的危害分析和整治方法及监控等措施，结合实际情况就芋儿沟隧道洞门上方危岩危害分析和整治进行讨论。

关键词：隧道洞门上方；高陡边坡；危岩分析和整治

引言

西成高铁四川段芋儿沟隧道进口位于山体坡脚，且地势高陡，隧道洞门左上方危岩影响高铁运营安全，所以本文就以芋儿沟隧道洞门左上方危岩整治为例进行分析讨论。

一、工程地质条件

1、地形地貌

芋儿沟隧道进口位于剑阁县城西北角，隧区属低山区剥蚀地貌，地面高程480～630m，相对高差约150m。隧道进口处正上方为一山谷，山谷左侧界为一陡壁，陡壁走向300°，线路走向268°，呈锐角斜交。丘坡上覆土层薄，基岩零星裸露，植被较好；沟槽等低洼地带覆土较厚，多为林地。

2、地层岩性

隧区上覆第四系全新统坡残积（Q[4]（dl+el））粉质黏土、粗角砾土；下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组下段（J[2]s（1））泥岩夹砂岩。现场调查该隧道进口仰坡出露的地层主要为粉质粘土及泥岩夹砂岩。

3、地质构造

隧区属于扬子准地台西北边缘地带，位于川西北台陷次级构造与龙门山构造带边缘区。段内属单斜地层，垂直节理发育。

4、水文地质情况

隧区地表水主要为隧道进口附近清江河及隧道出口沙溪坝水库，线路右侧200m外分布季节性水沟。地下水主要为第四系孔隙潜水与基岩裂隙水。孔隙潜水主要分布于沟槽粉质黏土、粗角砾土中，含量较小。基岩为泥岩、砂岩，产状较平缓，节理裂隙发育，但连通性较差，基岩裂隙水含量较少。

5、地震

据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）、《四川甘肃陕西部分地区地震动峰值加速度区划图》（GB18306-2001一号修改单）以及《新建铁路西安至成都客运专线川陕省界至江油段工程场地地震安全性评价报告》（中国地震局地壳应力研究所），隧区地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.40s。

二、危岩病害调查分析

现场共调查1处危岩体，位于线路方向隧道进口的左上方，命名为1#危岩体。

芋儿沟隧道进口危岩分布图图1

1#危岩体系危岩陡壁，位于线路的左上方，距线路水平方向垂直距离为15m，高于线路18m。危岩体所在的陡壁范围长约30m，高8-12m，岩性为泥岩夹砂岩。该危岩陡壁的走向为300°，线路走向268°，两者呈锐角相交。该危岩体上硬下软，上部为砂岩，底部为泥岩夹层，呈黏土状。在地表水等作用下，该危岩体底部多处悬空。该危岩体较为破碎，节理裂隙发育，可见贯通裂隙面，局部有“V”型崩塌。可见病害：由于该危岩体位于陡壁之上，底部悬空，局部裂隙已经贯通，同时可见张开裂缝，在自重、地表水、地震等作用下，可能形成落石或崩塌。

“V”型崩塌图2

三、危岩风险分析

1、1#危岩体

该危岩体采用了主动网包裹，同时下方设有一道被动网拦截。对于体积较小落石（不大于1.0m3危岩）有防护作用，但对体积较大落石（大于1.0m3危岩）或崩塌防护能力不足。

2、风险等级

据以上调查结果分析，1#危岩体节理裂隙较为发育，部分裂隙面已经贯通，危岩体底部悬空，易形成落石或崩塌，据此确定该危岩体的失稳风险等级为Ⅲ级；1#危岩体距离线路较近，且陡壁上面的落石滚落方向一部分正对运营线路，据此对照风险矩阵图划分风险等级为Ⅲ级。

3、风险控制对策

该工点坡面主要分布1处危岩体，位于线路方向洞顶左上方，距线路水平距离约15m，高于线路标高18m。根据风险接受准则，对该危岩体进行风险控制。1#危岩体的风险准则为不期望，必须采取措施降低风险，降低风险的成本不宜高于风险发生后的损失。

4、分析结论

四、整治措施

总体设计整治方案采用清方、锚固、危岩体底部悬空嵌补、水泥砂浆封闭裂隙。松动危石清方后坡面修平，采用锚杆锚固；根据现场情况，须对危岩体底部悬空进行嵌补。对构造裂隙及坡顶裂隙采用M10水泥砂浆进行封堵。

1、危岩清除：采用人工配合机械切割方法，个别采用"静态松动剂"松动岩体。

2、锚杆工程：锚杆采用长6.0m，直径32mm钢筋，间距3.0m，孔径130mm，倾角15°。

3、悬空嵌补：采用C30混凝土充填。

4、裂隙封堵：采用M10水泥砂浆对危岩体裂缝进行填补。

5、坡脚防护：采用钢筋间距150mm×150mm，直径10mm的钢筋网挂网喷护，厚度150mm。

整治后的危岩图3

五、动态监控

本次为动态施工难免对危岩造成扰动，为了确保施工安全，有效地监控危岩的水平位移、岩体侧向变形、地表沉降，组织专业技术人员每天对危岩进行巡视3次，巡视时如发现危岩周边有裂纹现象，立即停止施工进行监测，确定无变化后方再进行施工。

1、危岩水平位移、沉降及裂缝监测

（1）水平位移：危岩水平位移测点布设在危岩顶部，施工时全过程监测，监测频率每天观测3次；

（2）沉降监测：沉降测点布置在坡顶上方沿危岩周围布设，测点间距10m左右，共布设20个测点。观测采用精密水准测量，观测时每测点读数高差不宜超过0.3mm。首次观测对测点进行连续两次观测，两次高程之差小于±1.0mm，取平均值作为初始值，在施工初期为3次/天。根据工况及天气情况适当调整监测频率，遇到大雨天，雨后及时测量；地表沉降量测随施工进度进行，根据施工部位、步骤及时监测，并将各沉降测点沉降值绘制成沉降变化曲线图、沉降变化速度、加速度曲线图。

六、结语

通过采取综合手段对芋儿沟隧道洞门左上方危岩进行分析和整治施工，危岩的稳定性显著提高。在隧道设计选线过程中要避免把隧道洞门选在陡壁边坡下；在无法避免上述条件时要对危岩稳定性做评估，采取技术可行、经济合理的工程措施和安全防护措施，在隧道进洞之前完成危岩整治加固施工。避免后期危岩失稳对高铁运营线产生安全影响。

参考文献：

[1]郑光，许强，杜宇本.高陡岩质桥隧工程边坡稳定性评价及工程支护措施[J].成都理工大学学报：自然科学版，2011.

[2]余伟健，高谦.综合检测技术在高陡边坡中的应用[J]北京科技大学学报，2011.

[3]张新洲.高阳寨隧道高陡边坡处理[J]，隧道建设，2012.

[4]徐国强，张亚宾，刘兵，等.高陡边坡的稳定性分析与综合评价[J].金属矿山，2010.

[5]中华人民共和国行业标准.高速铁路桥涵工程施工技术指南.中国铁道出版社，2010-12-08.

中国铁路总公司.普速铁路工务安全规则.中国铁道出版社，2014-12-01.

[6]成都铁路局营业线施工安全管理实施细则（成铁运[2013]80号）.